1(1'(ö(5 y lo v v R ] y ]o P ]o] X %(./(1(1'(÷(5 Prof. Dr.°ST244/icerik... · 2019. 11. 8. · 8...

15
1 İST 244 MÜHENDİSLİKTE OLASILIK DERSİ BEKLENEN DEĞER Prof. Dr. NİHAL ERGİNEL ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ X beklenen değeri B[X] ile gösterilir. B[X] = BEKLENEN DEĞER ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ Sınıflar p(x) 5 x <10 7 1/2 x <15 12 1/4 15 x <20 17 3/16 x <25 22 1/16 Belli bir malzeme taşınan kolilerin ağırlıkları ve olasılık fonksiyonları aşağıdaki gibidir. Kolilerin beklenen ortalama ağırlıkları ne kadardır? ÖRNEK ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________

Transcript of 1(1'(ö(5 y lo v v R ] y ]o P ]o] X %(./(1(1'(÷(5 Prof. Dr.°ST244/icerik... · 2019. 11. 8. · 8...

  • 1

    İST 244 MÜHENDİSLİKTE OLASILIK DERSİ

    BEKLENEN DEĞER

    Prof. Dr. NİHAL ERGİNEL

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    X beklenen değeri B[X] ile gösterilir.

    B[X] =

    BEKLENEN DEĞER

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    Sınıflar p(x)

    5 x

  • 2

    X: koli ağırlığı

    B[X] =

    = 7.

    + 12.

    + 17.

    + 22.

    =

    = 11,0625

    ÇÖZÜM

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    Bir elektronik devrenin kullanım ömrünün

    fonksiyonu;

    f(x) =

    gibidir. Ortalama beklenen kullanım ömrünü

    bulunuz.

    ÖRNEK

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    X: kullanım ömrü (saat)

    B[X] =

    .

    =

    .

    = 200 saat

    ÇÖZÜM

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

  • 3

    BEKLENEN DEĞER

    İŞLEMİNİN ÖZELLİKLERİ

    1) u(x) , x rassal değişkeninin bir fonksiyonu ise;

    B[u(x)] =

    2) k; sabit bir sayı iken

    B[k]=k

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    3) k sabit bir sayı, u(x) x rassal değişkeninin bir

    fonksiyonu iken

    B[k.u(x)]=k.B[u(x)]

    4) u(x) ve v(x) x rassal değişkeninin iki fonksiyonu, a

    ve b sabit sabit sayılar iken,

    B[a.u(x) + b.v(x)]=a.B[u(x)] + b.B[v(x)] olur veya

    B[ax + b ]= a.B[x] + b

    BEKLENEN DEĞER

    İŞLEMİNİN ÖZELLİKLERİ

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    5) x rassal değişkeninin beklenen değeri, ana kütle

    ortalama değerine eşittir. B[x]=µ şeklinde gösterilir.

    B[x]=µ iken B[x-µ] = B[x]-µ= 0 olur.

    BEKLENEN DEĞER

    İŞLEMİNİN ÖZELLİKLERİ

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

  • 4

    VARYANS

    V(X) =

    V(X) = B[ ] = B[ - 2xµ+ ]

    = B[ - 2 + ] = B[ - ]

    = B[ ]-

    V(X) =

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    VARYANSIN ÖZELLİKLERİ

    k sabit bir sayı iken;

    1-) V(x+k) = V(x)

    2-) V(k.x) = .V(x)

    3-) Varyansın pozitif kareköküne standart

    sapma denir.

    = V(x) = B[ ] = B[ ]-

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    x rassal değişkenin olasılık yoğunluk

    fonksiyonu;

    f(x)=

    olarak verilmiştir. B[4x+3] değerini bulunuz.

    ÖRNEK

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

  • 5

    ÇÖZÜM

    B[4x+3] =

    .

    = 8

    f(x)=

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    x rassal değişkeni bir üretim sürecindeki kusurlu

    parça sayısını göstermektedir. Kusurlu sayıları ve

    bunların olasılıkları aşağıda verilmiştir.

    x 0 1 2 3

    P(x) 0,51 0,38 0,10 0,01

    a)Ortalama kusurlu parça sayısını bulunuz.

    b)Kusurlu sayısının varyansını bulunuz.

    ÖRNEK

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ÇÖZÜM

    µ= = 0(0,51) + 1(0,38)+ 2.(0,10)+3(0,01) =

    0,61

    = V(x) = B[ ] = B[ ]-

    B[ ] = = 0.(0,5)

    +1(0,38)+4.(0,10)+9(0,01)= 0,87

    = B[ ]- = 0,87 - = 0,4979

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

  • 6

    Bir ürünün haftalık talebinin olasılık

    yoğunluk fonksiyonu;

    f(x)=

    ortalama ve varyansını bulunuz.

    ÖRNEK

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ÇÖZÜM

    µ=B[X]=

    =

    = B[ ]-

    B[ ] =

    =

    = B[ ]- =

    -

    =

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    f(x) =

    ( +1) ; -1 x 1

    olasılık yoğunluk fonksiyonunun dağılım

    fonksiyonu, ortalama ve varyansını bulunuz.

    ÖRNEK

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

  • 7

    ÇÖZÜM

    =

    ( +3x+4)

    • Dağılım fonksiyonu

    F(x)

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    • Ortalama

    µ=B[X]=

    = 0

    • Standart sapma

    B[ ] =

    =

    = B[ ]- =

    = 0,632

    ÇÖZÜM

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    MOMENTLER

    Moment: a gerçel bir sayı iken, B[ ] ‘ne x

    rassal değişkeninin a civarındaki r. momenti denir.

    B[ ] =

    Şeklinde gösterilir.

    B[ ] : x rassal değişkeninin

    aritmetik ortalama civarındaki r.

    momentidir. ( şeklinde gösterilir.)

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

  • 8

    ÖRNEĞİN:

    = B[ ] = varyans , x rassal

    değişkeninin aritmetik ortalama civarındaki 2.

    momentidir.

    a = 0 olursa x rassal değişkeninin sıfır civarındaki

    r. momentleri elde edilir.

    B[ ] = şeklinde gösterilir.

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    X rassal değişkeninin sıfır civarındaki 2. momenti

    B[ ] = kareli ortalamadır.

    B[ ] =

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    Standart sapmanın ortalamaya oranına değişim

    katsayısı denir.

    Değişim katsayısı: DK =

    X rassal değişkeninin aritmetik ortalamaya göre 3.

    momentinin ‘ e oranına çarpıklık ölçüsü denir.

    =

    X rassal değişkeninin aritmetik ortalamaya göre 4.

    momentinin ‘ e oranına basıklık ölçüsü denir.

    =

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

  • 9

    MOMENTLER ARASI İLİŞKİLER

    Momentleri aritmetik ortalamaya göre hesaplamak

    zaman alıcıdır. Bu yüzden sıfır civarındaki momentleri

    arasındaki ilişkilerle tarif edilir.

    Aritmetik ortalamaya göre r. moment;

    B[ ] =

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    Sıfır civarındaki r. moment;

    B[ ] = iken,

    r= 1 ise = - µ =0 (

    = B[ ] = B[X] = µ olduğu

    için )

    r=2 ise = -2µ

    + = - = B[ ] -

    (aritmetik ortalama civarındaki 2. moment varyans

    B[ ] - )

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    r=3 ise,

    = -3µ

    +3 - =

    -3µ +3 -

    = -3µ

    +2

    r= 4 ise ,

    = -4µ

    +6 -4

    +

    = -4µ

    +6 -3

    Yani;

    =

    .

    . .

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

  • 10

    f(x) =

    x- sürekli rassal değişkenin olasılık yoğunluk fonksiyonu

    verilmiştir.

    a) X rassal değişkenin dağılım fonksiyonunu belirleyiniz.

    b) Ortalama ve varyansını bulunuz.

    c) Çarpıklık ölçüsünü bulunuz.

    d)Basıklık ölçüsünü bulunuz.

    ÖRNEK

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ÇÖZÜMc) =

    = B[ ] = 0,5

    = B[ ] =

    =

    = -3µ

    +2 =

    -3.2(0,5)+2. =

    =

    =

    = 67,32

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

  • 11

    = B[ ] =

    = 27

    = -4µ

    +6 -3 = 27-4.2.

    +

    6. .

    – 3. = 108,6

    =

    =

    = 434,4

    ÇÖZÜM

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    X rassal değişkenin olasılık fonksiyonu;

    p(x) =

    şeklinde verilmiştir. Aritmetik ortalama, varyans, standart

    sapma, değişim katsayısı, çarpıklık ve basıklık ölçülerini

    bulunuz.

    ÖRNEK

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ÇÖZÜM

    = B[X] =

    =

    +

    +

    =

    V(X) = B[ ]

    = B[ ]- ; = -

    = B[ ] =

    =

    +

    +

    =

    = 6

    = - = 6-

    =

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

  • 12

    = = 0,745

    = B[ ] =

    =

    = -3µ

    +2

    =

    -3.

    .6 +2.

    =-

    =

    =

    = -0,627

    ÇÖZÜM

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ÇÖZÜM

    • = B[ ] =

    = 46

    = -4µ

    +6 -3

    = 46-4.

    + 6.

    . + 3.

    =

    =

    =

    = 2,0439

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    MOMENT ÇIKARTAN FONKSİYON

    h>0 ve |t|< h için B[ ] ‘ e x rassal değişkenin

    moment çıkartan fonksiyonu denir.

    (t) = B[ ] =

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

  • 13

    serisi;

    = 1+ t.x +

    + ....+

    (t) = B[ ] = 1+B[x].t + B ].

    + ...+

    B ].

    (t) =1+ .t +

    .

    + ..... +

    .

    = sıfır civarındaki r. momenti

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ÖRNEK:

    (t) = B[ ] =

    =

    +

    Moment çıkartan fonksiyonun t’ye göre r. türevini alırsak t

    civarındaki r. momentini bulmuş oluruz.

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    =

    =

    t = 0 koyarsak, sıfır civarındaki r. momentini bulmuş oluruz.

    =

    Elde edilir. Parametrelerin tahmininde kullanılabilir.

    ÖRNEK-devam:

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

  • 14

    X rassal değişkenin olasılık fonksiyonu;

    P(x) =

    . . ; x 0

    Şeklindedir. Moment çıkaran fonksiyon yardımı ile

    aritmetik ortalama ve varyansını bulunuz.

    ÖRNEK:

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    (t) =

    =

    İki terimlinin binom açılımından;

    (t) =

    = n. .

    = np[ (n-1) + . ]

    ÇÖZÜM

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    t= 0 olduğunda;

    = np (sıfır civarındaki 1. momenti)

    = np [(n-1)p+1]

    = = np

    = - = np[(n-1)p+1] -

    = np(1-p) =npq

    ÇÖZÜM

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

  • 15

    f(x)=λ. ; x 0

    fonksiyonunun aritmetik

    ortalaması ve varyansı nedir?

    ÖRNEK:

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ÇÖZÜM

    • Aritmetik Ortalama

    = B[x] =

    = uv -

    = x. -

    +

    ).λ

    = 0+0+

    =

    . =

    -

    = v

    u =x , du= dx

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    • Standart sapma

    = B[ ]-

    B[ ]=

    =

    = B[ ]-

    =

    -

    =

    ÇÖZÜM

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________

    ___________________________________